绪论--细菌的基本形状

医学微生物学与寄生虫学,林 丽 蓉 13559398679,第 一 部 分,医学微生物学,总 论,【内容提要】 1.微生物的概念 2.微生物的分类 3.微生物与人类的关系 4.医学微生物学,第一节 微生物,微生物的概念： 存在于自然界中的一群体积微小、结构简单、 肉眼看不见，必须借助光学显微镜或电子显 微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能 观察到的微小生物的总称。 微生物的特点： 体积微小、 种类繁多、 分布广、 结构简单、 繁殖快、 易变异、 肉眼看不见、,轮状病毒,噬菌体,埃波拉病毒,原虫,藻,一、微生物的分类与分布,微生物的分类： 按其结构、组成可分为三大类： 1.非细胞型微生物：特点，病毒、朊粒、类病毒； 2.原核细胞型微生物：特点，细菌、四体、放线菌； 3.真核细胞型微生物：特点，真菌； 微生物的分布,100m,300m,1400m,2100m,3150m,4050m,6000m,二、微生物与人类的关系,绝大多数微生物对人类、动物和植物是有 益的，而且是必需的。 能引起人类、动物和植物病害的微生物只 有少数，这些具有致病性的微生物称为病 原微生物。 有些在正常情况下不致病，但在特定条件 下可导致疾病，这类微生物称为机 会致病性微生物。,第二节 医学微生物学,微生物学： 生命科学的一个重要组成部分，是研 究微生物生物学性状；微生物与人类、 动物和植物间相互关系以及如何控制、 利用微生物的一门科学。,医学微生物学： 微生物学的一个分支，主要研究与医学有关 的病原微生物的生物学性状、致病与免疫、 微生物学检查法和防治原则等，以控制和消 灭传染性疾病和与之有关的免疫性疾病，达 到保障和提高人类健康水平的目的。 医学微生物学分类： 细菌学、 病毒学、 真菌学、,微生物学的发展： 1.微生物学经验期：十七世纪以前 2.实验微生物学时期： 列文虎克、巴斯德、李斯特、郭霍、 伊凡诺夫斯基、琴纳、弗莱明等。 3.现代微生物学时期：分子水平、 变异的或新型微生物；,Antony van Leeuwenhoek,列文虎克,Louis Pasteur,巴斯德,Joseph Lister,李斯特,郭霍法则 特殊的病原菌在同一疾病中察见，健康人中无 能分离成纯种 纯培养接种至易感动物，产生同样疾病 自人工感染的动物体内能重新分离得该病原菌纯培养,Robert Koch,郭霍,发明了细菌涂片染色法 和创用了固体培养基,Edward Jenner,琴纳,第一章 细菌的基本性状,【内容提要】 1.细菌的形态与结构 2.细菌的生长繁殖与代谢 3.噬菌体 4.细菌的遗传与变异,细菌:是一类原核细胞型单细胞微生物，属 于原核生物界。 广义细菌:包括各类原核细胞型微生物，有 细菌、放线菌、衣原体、支原体、螺旋体、 立克次体。 狭义细菌：单指其中数量最大、种 类做多，具有典型原核细胞型 微生物结构特点的一类细菌。,第一节 细菌的形态与结构,一、细菌的大小与形态： 1.细菌的大小：微米（um） 2.细菌的形态：球形、杆形、螺形、 3.按其外形，细菌分： 球菌、杆菌、螺形菌、,球 菌,双球菌,葡萄球菌,链球菌,杆 菌,球杆菌,棒状杆菌,螺 形 菌,弧菌 螺菌 螺杆菌,弧菌,螺菌,二、细菌的结构： 细菌的基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质和核质 细菌的特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞,（一）细菌的基本结构,1.细胞壁： 位于细菌细胞的最外层，具有坚韧性和弹性，基 本成分是肽聚糖。 用革兰染色法可将细菌分成革兰阳性菌（G+）和 革兰阴性菌（G-)。,共同组分：肽聚糖： 1.G+菌的肽聚糖：含量高、层数多，约占50-80%； 聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥、 三维立体结构、高机械强度、1550层； 2.G-菌的肽聚糖：含量少、层数少，占10-20%； 聚糖骨架、四肽侧链、 二维平面结构、薄弱疏松、12层；,革兰阳性菌,革兰阴性菌,特殊组分： 1.G+菌的磷壁酸：组成长链穿插于肽聚糖中，,功能：粘附功能 抗原性,2.G-菌的外膜 脂蛋白 脂质双层 脂多糖,脂 多 糖,1.脂质A 为一糖磷脂，是内毒素的毒性组分，无种属特异性。 2.核心多糖 由己糖、庚糖等组成，有属特异性。 3.特异多糖 由低聚糖组成，有种的特异性，构成G-菌的菌 体抗原（O抗原），缺失则细菌变的粗糙。,外膜的功能： 1.参与菌体内外物质的交换。 2.带有许多抗原表位，决定菌体抗原的特异性。 3.胞壁上的某些成分与细菌的致病性有关。 4.革兰阴性菌的外膜有屏障作用。,G+ 菌与G- 菌细胞壁结构比较,细胞壁 革兰阳性菌 革兰阴性菌 强度 较坚韧 较疏松 厚度 20-80nm 10-15nm 肽聚糖层数 可多达50层 仅1-2层 肽聚糖含量 50%-80% 5%-20% 磷壁酸 有 无 外膜 无 有,G+ 菌与G- 菌的细胞壁结构不同的意义,项目 革兰阳性菌 革兰阴性菌 细胞壁的关系 染色性 紫色 红色 细胞壁对酒精的通透性 抗原性 磷壁酸 外膜 细胞壁的化学组成不同 毒性 无内毒素 有内毒素 内毒素为G-菌细胞壁成分 对青霉素 的作用 有效 无效 肽聚糖的五肽交联桥 对溶菌酶 的作用 有效 无效 肽聚糖的聚糖骨架,细菌细胞壁缺陷型（L型细菌） 1.概念： 某些条件作用于细菌，可抑制肽聚糖的合成 或破坏细胞壁的结构，在高渗环境下，细菌 仍可存活，成为细胞壁缺陷型。 2.条件： 溶菌酶、青霉素、胆汁、抗体、补体、,3.生物学性状： 多形性、革兰阴性、高渗培养、生长缓慢、 荷包蛋样细小菌落、可回复、,4.与医学的关系： 致病性，常引起慢性和反复发作的感染。,（一）细菌的基本结构,2.细胞膜 位于胞壁内侧，紧包着细胞质。 结构：磷脂、蛋白质、不含胆固醇 功能：物质交换、生物合成、呼吸分泌作用； 中介体： 是部分细胞膜内陷、折叠、 卷曲而形成的囊状物，多 见于革兰阳性细菌；参与 细菌的生长繁殖。,3.细胞质： 核糖体：RNA和蛋白质 沉降系数：70S 50S+30S （真核细胞：80S 60S+40S）,质粒 1.概念：是细菌染色体以外的遗传物质，为 闭合环状双股DNA，携带有遗传信息， 能自我复制，并随细菌的分裂而转 移到子代细菌中。 2.种类：F质粒、R质粒、Vi质粒、Col质粒、代谢 性质粒、,胞质颗粒 异染颗粒： RNA、多偏磷酸盐 嗜碱性、着色深 诊断价值 （白喉棒状杆菌）,4.核质 1.也称染色质，是原始核质。 2.为单一闭合环状DNA分子，反复卷曲盘绕， 呈松散网状结构。 3.携带遗传信息，决定 细菌性状和遗传特征。,（二）细菌的特殊结构,1.荚膜 概念： 某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质， 为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方 法去除后并不影响菌细胞的生命活动。 0.2um 荚膜； 0.2um 微荚膜 化学组成：多糖或多肽 形成条件：营养要丰富（体内外均可形成） 染色：不易染色，墨汁（负染）,功能： 1.抗吞噬作用： 2.粘附作用：微荚膜（在导管、院内感染） 3.抗有害物质的损伤作用： 荚膜与细菌的致病有关，是构成细菌毒力的重要因 素。,2.鞭毛： 概念： 是许多细菌菌体上附着细长并呈波状弯曲的丝状 物，是细菌的运动器官。 化学组成：鞭毛蛋白 大小：长 5-20um；直径 12-30nm 观察：特殊染色（镀银）观察大小。 悬滴法或半固体培养法观察动力。 数目与分布： 单毛菌、双毛菌、从毛菌、周毛菌,功能： 1.运动器官。 2.有些细菌的鞭毛与致病性有关。 3.鞭毛具有抗原性，称H抗原。 根据鞭毛的有无及其抗原性可作细菌的鉴别。 同时它也构成细菌毒力的因素。,3.菌毛： 概念： 许多G- 菌与少数G+菌菌体表面存在着一种比 鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，与细菌的 运动无关，需用电镜观察。 种类及功能： 普通菌毛：多、短而细；是粘附器官，与致病有关。 性菌毛：由F质粒编码；少、粗、长、中空； 参与遗传物质传递。,普通菌毛：细菌的粘附结构 ，与宿主细胞表面特异性受体结合，与致病性密切相关。,性菌毛：接合，毒力、耐药性等性状的遗传物质传递。,4.芽胞： 概念：某些G+细菌在一定环境条件下，胞浆脱水 浓缩形成的一个卵圆形或圆形小体， 是菌体的休眠形式。 形成条件：营养缺乏 保存全部生命所需物质：核酸、酶、合成菌体成 分的结构。 休眠状态，无新陈代谢。 可发芽（细菌=繁殖体 芽胞=休眠体） 1个细菌 1个芽胞 1个细菌,功能： 1.抵抗力强：耐干燥、热、辐射、化学消毒剂、 100数小时 是消毒灭菌的标准，常用高压蒸汽灭菌法。 2.致病性：不直接引起疾病，发芽后形成繁殖 体可致病。 3.鉴别细菌：根据芽胞位置、大小、形状等。,第二节 细菌的生长繁殖与代谢,概述： 细菌虽小，也具有独立的生命活动，进行着新陈 代谢和生长繁殖。 其特点：代谢活动旺盛、代谢类型多样。,一、细菌的营养与生长繁殖： （一）营养物质： 水、无机盐、碳源、氮源、生长因子、 2（二）细菌的生长繁殖： 1.细菌生长繁殖的条件： 营养物质、酸碱度、温度、气体、 2.细菌生长繁殖的方式与速度： 二分裂方式繁殖； 多数细菌20-30分繁殖一代； 细菌群体的生长繁殖曲线；,细菌的生长曲线,活菌数的对数,培养时间,迟缓 对数期 稳定期 期,衰亡期,二、细菌的新陈代谢： 分为合成代谢与分解代谢，特点是代谢旺盛， 代谢类型多样。 （一）细菌的能量代谢：发酵或需氧呼吸。 （二）细菌的分解代谢和细菌的生化反应： 糖发酵试验；VP试验； 甲基红试验；枸橼酸盐利用试验； 吲哚试验； 硫化氢试验；尿素酶试验；,（三）细菌合成代谢产物及其临床意义： 毒素和侵袭性酶： 热原质：多为革兰阴性菌，耐热，在高压蒸汽灭 菌条件下不被破坏，注意事项； 色素：鉴别细菌。 抗生素：大多数由放线菌和真菌产生， 概念：是指生物在生命活动过程中产生的极微量 即能选择性的抑制或影响他种生物机能的 一类化学物质。 细菌素：抗菌谱窄，仅对近缘关系的 细菌有杀伤作用；鉴别； 维生素：,三、细菌的人工培养： （一）培养基的概念与类型： 1.概念： 2.类型：基础培养基、营养培养基、鉴别培养基、选择培养基、 厌氧培养基等。 （二）细菌在培养基中的生长现象： 在液体培养基中：混浊生长、沉淀生长、菌膜（表面）生长、 在固体培养基表面： 菌苔：当细菌在固体培养基表面密集生长时，多个菌落融合 在一起。 菌落：指单个细菌在固体培养基上繁殖形成的肉眼 可见的细菌集团；菌落代表细菌纯种；鉴别； 在半固体培养基中：,细菌在培养基中的生长情况,液体培养基：表面生长 均匀混浊生长 沉淀生长,固体培养基：菌落、菌苔,菌苔,菌落,半固体培养基：,无动力 有动力,第三节 噬菌体,噬菌体的概念： 是一类感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生 物的病毒。 噬菌体分布广泛，凡有细菌存在的场所，就可能 有相应的噬菌体存在，并且有严格的宿主细菌特 异性。 一、噬菌体的生物学性状： 具有病毒的基本性状，只含一种类型的核酸， 由核酸和蛋白质组成，专性活细胞内寄生。 对理化因素抵抗力比一般细菌繁殖体强。,二、噬菌体与宿主菌的相互关系： （一）毒性噬菌体： 1.概念：是指该噬菌体能在宿主菌体内复制增 殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂 解细菌。 2.复制周期： 吸附、穿入、生物合成、成熟与释放； 3.噬菌现象：噬斑,噬菌现象,液体培养基：混浊 澄清 固体培养基中，出现噬斑（plaque） 一定体积内的噬斑形成单位数目（PFU）,（二）温和噬菌体： 1.概念：也称溶原性噬菌体，是指该噬菌体侵入细 菌后，将其基因组与宿主菌的基因组整 合，并随宿主菌的核酸复制而复制，并随 宿主菌的分裂而传代给子